水泥混凝土路面瀝青加鋪層的設計方法

劉紅剛

(深圳高速工程顧問有限公司)

1 瀝青加鋪層結構設計

1.1 當瀝青罩面層由舊混凝土板位移產生的拉應力

超過瀝青罩面層的抗拉強度時，瀝青面層自然會開裂，環境因素(雨立、氧化等)的負效應，常常會使裂縫迅速向四周擴散，大大縮短罩面層的壽命，采用加鋪道路專用土工布防止反射裂縫是一種有效的措施，主要作用機理如下。

(1)由于舊混凝土路面溫縮位移是連續的，土工布使罩面層最大拉應力減少。

(2)由于土工布具有較大的延伸性，舊混凝土裂縫位移可通過土工布使應力擴展至更寬的范圍，從而緩解了裂縫反而應力集中。

(3)由于土工布浸透瀝青可以有效防止地表水滲進基層，避免基層進一步惡化，并減少瀝青罩面層在反射處的剝離破壞。

1.2 瀝青加鋪層的厚度設計要求

現代的《公路水泥混凝土路面設計規范》(JTC D40-2002)對在舊混凝土路面加鋪層設計作了以下幾個方面的規定。

1.2.1 舊路調查評定

對舊水泥路面采取處治方案之前要對舊水泥路面的調查和評定做了詳細的規定，主要包括以下幾個方面:

(1)關于舊路狀況調查的一般性規定;

(2)采用斷板率和平均錯臺量兩項指標評定進行舊混凝土路面的損壞狀況的規定;

(3)接縫傳荷能力與板底脫空狀況的調查評定;

(4)舊水泥路面的結構參數調查。

1.2.2 方案的選擇

當舊混凝土路面的損壞狀況和接縫傳荷能力評定等級為優良或中時，可采用瀝青加鋪層。加鋪層鋪筑前應更換破碎板，修補和填封裂縫，磨平錯臺，注漿填封板底脫空，清除舊混凝土面層表面的松散碎屑、油跡或輪胎擦痕，剔除接縫中失效的填縫料和雜物，并重新1.2.3 減緩反射裂縫的措施封縫。

接縫傳荷能力評定等級為中時，應根據氣溫、荷載、舊混凝土路面承載能力、接縫處彎沉差等情況選用下述減緩反射裂縫的措施:

(1)增加瀝青加鋪層的厚度;

(2)在加鋪層內設置橡膠瀝青應力吸收夾層、玻璃纖維格柵或者土工織物夾層;

(3)瀝青加鋪層的下層采用由開級配瀝青碎石組成的裂縫緩解層;

(4)在瀝青加鋪層上，對應舊混凝土面層的橫縫位置鋸切橫縫。

1.2.4 厚度設計

瀝青加鋪層的厚度按減緩反射裂縫的要求確定。高速公路和一級公路的最小厚度為100mm，其他等級的公路最小厚度宜為70 mm。舊混凝土板的厚度、混凝土的彎拉強度和彈性模量標準值以及基層頂面當量回彈模量標準值，采用舊混凝土路面的實測值。

1.3 材料技術要求

(1)瀝青防反射裂縫應力吸收層的膠結料為特種聚合物改性瀝青，其具有較高的高溫黏度和低溫延度，因此，其混合料具有較好的高溫穩定性和低溫抗疲勞性能。

(2)集料采用深圳芙蓉的輝綠巖，SAWI的級配要求該層集料較細，因此，選擇集料時主要考慮棱角性、砂當量、密集、篩分等因素。

2 瀝青罩面層施工工藝

2.1 舊路的病害處理

經現場調查、勘測舊路面的破損情況，針對以下不同類型的病害，進行有效處理。

錯臺、板塊開裂:路面發生錯臺或板塊開裂，應首先考慮是路基質量出現問題，因此必須將整個板塊全部鑿除，重新壓實路基及基層，澆筑C30混凝土。

掉邊、缺角;對損壞較深的路面，先用切割機切除損壞部分，然后澆筑C30混凝土;對損壞面較淺、較窄的，可用風鎬鑿除深約5 cm以上，然后用中粒式瀝青混凝土填平壓實;對混凝土板的縱橫接縫，先清除接縫內的雜物，然后用1∶1.5水泥砂漿灌縫。

板塊脫落:在脫空部位鉆30 cm 2～3個(鉆穿板塊)，然后用水泥砂漿高壓灌注，注滿為止。

2.2 施工和碾壓溫度

改性瀝青加熱溫度及改性瀝青混合料施工溫度應符合規定，并根據瀝青品種、粘度、氣候條件及鋪筑層的厚度選擇。由于改性瀝青的粘度的增大，保證較高的施工溫度成了施工的重要的技術關鍵。如果溫度不夠，混合料不可能拌和均勻，攤鋪平整度無法保證，碾壓不可能達到壓實度，施工質量就根本無法保證。適宜的施工溫度應由瀝青結合料的粘度——溫度曲線決定。

2.3 拌和

(1)生產SMA應采用間隙式瀝青拌和機拌和，且必須配備有材料配比和施工溫度的自動檢測和記錄設備，逐盤打印作為施工質量檢測的依據。當采用現場制作的改性瀝青時，拌和廠的瀝青貯藏與拌和機之間必須有足夠的空曠的場地。基質瀝青的導熱油加熱油加熱爐應具有足夠的功率，拌和廠的電力供應滿足改性設備需要。

(2)建議采用間歇式拌和機進行拌和，在拌和過程中應逐盤打印輸出瀝青和各種礦料的用量、拌和溫度。拌和機必須配備有纖維穩定劑投料裝置，不具有投料裝置的可在原有基礎上改造后實現。根據纖維的品種和形狀不同，可采用廠家指定的方式添加，但均應能在拌和過程中充分分散，且與瀝青混合料拌和均勻。

2.4 噴灑粘層油

噴灑前，利用灑水車高壓水槍對整個路面進行沖洗，確保路面潔凈，以提高粘結力。路面要經壓縮機高壓空氣吹掃干凈，由瀝青灑布機均勻噴灑。為確保粘結效果，噴灑一定要均勻，油量要適中，對噴灑過量的一定要刮除，人工補刷。為防止路面污染，粘層油撒布后應立即封閉交通。

2.5 鋪設土工布

在舊混凝土路面板塊的中縫及縮縫兩側各50 cm范圍內，噴灑170℃的粘層油，用量控制在0.4 kg/m左右，噴灑橫向范圍要比土工布長10 cm，道路專用土工布應及時準確鋪貼在縫上，要求做到平整無折和無氣泡。鋪設可采用人工及機械鋪設，接口處應相互搭接。

2.6 攤鋪技術要求

按照瀝青路面施工技術規范的要求，進行瀝青混合料的配合比設計。瀝青混凝土的級配碎石用量很大，需提前做好備料工作。施工時要使供料速度與攤鋪速度相平衡，確保均勻，連續不斷地進行攤鋪，盡量進行全幅路一次性攤鋪。碾壓時壓路機從路邊起壓向路中進行，雙輪式壓路機每次重疊宜為30 cm，不得在新鋪瀝青混凝土上轉向調頭及左右移動或突然剎車，碾壓速度初壓1.5 ～2 km，復壓2.5～3.5 km。

施工過程中，除了對混合料進行檢測外，還要對施工現場的質量進行控制，如攤鋪厚度，壓實度、平整度等，發現問題及時處理解決。

3 結束語

在舊混凝土路面上進行瀝青罩面必須重視基層的處理，以提高粘結力。在攤鋪之前，必須對舊有的路況進行全面的評價、分類和處理。

在舊有混凝土板縫上加鋪土工布可有效地防止反射裂縫對面層的影響。加鋪玻璃纖維格柵可防止路面疲勞裂縫，延長其使用壽命。

［1］公路瀝青路面設計規范(JTG D50-2006)［S］.

［2］公路瀝青路面施工技術規范(JTG F40-2004)［S］.

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